Bitki Gelişimini Uyaran Bakterilerin Kıvırcık Marul (Lactuca sativa var. crispa) Gelişimine Etkisinin Belirlenmesi

Öz

Bu çalışma farklı bakteri strainlerinin (Brevibacillus parabrevis strain SB29, Herbaspirillum huttiense strain SK4 ve Virgibacillus pantothenticus strain YÖ19) kıvırcık marul tohumunun çimlenmesine, marul bitkisinin gelişimine etkisini belirlemek ve bazı etki mekanizmalarını araştırmak amacıyla yapılmıştır. In vitro testte bakteri uygulamalarının tohumların çimlenme hızını ve çimlenme oranını arttırdığı tespit edilmiştir. Marul bitkisinin gelişme parametrelerine bakteri uygulamalarının etkisi tesadüf blokları deneme desenine göre 6 uygulama (SB29, SK4, YÖ19, SB29+ SK4+ YÖ19, kimyasal gübre ve kontrol) ile araştırılmıştır. Uygulamalarının hepsinin marulda kök kuru madde oranı, yaprak sayısı ve bitki kuru ağırlığı bakımından gübre uygulamasından daha iyi sonuç verdiği, yaprak kuru madde üzerine etkilerinin ise önemsiz olduğu bulunmuştur. Bitki ağırlığı, bitki çapı, bitki boyu, gövde çapı, kök kuru ağırlığı ve ham protein oranı üzerinde kontrole göre uygulamaların etkili olduğu görülmüştür. Strainlerin hepsinin IAA ürettiği ve katalaz pozitif olduğu belirlenmiştir. Strain YÖ19 ve SK4’de siderofor üretimi tespit edilirken üç strainin ACC deaminaz negatif olduğu saptanmıştır. Marul tohumlarının çimlenmesinde strainlerin IAA üretmelerinin, azot fikse edebilmelerinin ve fosfat çözebilme özelliklerinin etkili olduğu sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• PGPB
• Lactuca sativa var. crispa
• çimlenme
• verim
• IAA

The Effect of Plant Growth Promoting Rhizobacteria on Curly (Lactuca sativa var. crispa) Lettuce Production

Abstract

In this study, it was carried out to determine the effects of different bacterial strains (Brevibacillus parabrevis strain SB29, Herbaspirillum huttiense strain SK4 ve Virgibacillus pantothenticus strain YÖ19) on the germination of curly lettuce seeds and the development of lettuce plants and to investigate some of their mechanisms of action. In the in vitro test, it was determined that bacterial applications increased the germination rate and germination rate of seeds. The effect of bacterial applications on the growth parameters of the lettuce plant was investigated with 6 applications (SB29, SK4, YÖ19, SB29+ SK4+ YÖ19, chemical fertilizer and control) according to the randomized blocks experimental design. It was found that all of the applications gave better results than fertilizer application in terms of root dry matter ratio, leaf number and plant dry weight in lettuce, but their effects on leaf dry matter were insignificant. It was observed that the treatments compared to the control were effective on plant weight, plant diameter, plant height, stem diameter, root dry weight and crude protein ratio. It was determined that all strains produced IAA and were catalase positive. Siderophore production was detected in Strain YÖ19 and SK4, while three strains were found to be ACC deaminase negative. It was concluded that IAA production, nitrogen fixation and phosphate solubility properties of the strains were effective in the germination of lettuce seeds.

Keywords

• PGPB
• Lactuca sativa var. crispa
• germination
• yield
• IAA

References

1. Akbay, F. T. (2012). Farklı azot dozlarında yetiştirilen marulda (Lactuca sativa L.) Paenibacillus polymyxa uygulamalarının verim, bitki gelişimi ve besinelementi içeriğine etkisi. [Yüksek Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi]. https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/.
2. Asghar, H., Zahir, Z., Arshad, M., & Khaliq, A. (2002). Relationship between in vitro production of auxins by rhizobacteria and their growth-promoting activities in Brassica juncea L. Biology and Fertility of Soils, 35, 231-237. https://doi.org/10.1007/s00374-002-0462-8.
3. Balloi, A., Rolli, E., Marasco, R., Mapelli, F., Tamagnini, I., Cappitelli, F., & Daffonchio, D. (2010). The role of microorganisms in bioremediation and phytoremediation of polluted and stressed soils. Agrochimica, 54(6), 353-369.
4. Brahim, A. H., Ali, M. B., Daoud, L., Jlidi, M., Akremi, I., & Hmani, H. (2022). Biopriming of durum wheat seeds with endophytic diazotrophic bacteria enhances tolerance to Fusarium head blight and salinity. Microorganisms 10:970. https://doi.org/10.3390/microorganisms10050867.
5. Çelik, Y. (2021). Bitki Büyümesini Teşvik Eden Rizobakteri (PGPR) ve Artan Dozlarda Deniz Yosunu Uygulamalarının Marul (Lactuca Sativa L) Yetiştiriciliğinde Bitki Gelişimi, Verim ve Besin Elementi İçerikleri Üzerine Etkilerinin Belirlenmesi. Adnan Menderes Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 19(2), 219-225. https://doi.org/10.25308/aduziraat.1114264.
6. Ekinci M., Dursın A., & Dönmez M. F. (2008). Farklı rizobakterilerin marulda bitki gelişimi üzerine etkileri. [Sözlü bildiri]. 7. Sebze Tarımı Sempozyumu. Yalova.
7. Eşiyok, D. (2012). Kışlık ve Yazlık Sebze Yetiştiriciliği. Ege Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Yayınları.
8. Fahsi, N., Mahdi, I., Mesfioui, A., Biskri, L., & Allaoui, A. (2021). Plant Growth-Promoting Rhizobacteria isolated from the Jujube (Ziziphus lotus) plant enhance wheat growth, Zn uptake, and heavy metal tolerance. Agriculture, 11(4), 316. https://doi.org/10.3390/agriculture11040316.

9. Fiodor, A., Ajijah, N., Dziewit, L., & Pranaw, K. (2023). Biopriming of seed with plant growth-promoting bacteria for improved germination and seedling growth. Frontiers in Microbiology, 14. https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1142966.
10. Flores-Félix, J. D., Menéndez, E., Rivera, L. P., Marcos-García, M., Martínez-Hidalgo, P., Mateos, P. F., & Rivas, R. (2013). Use of Rhizobium leguminosarum as a potential biofertilizer for Lactuca sativa and Daucus carota crops. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 176(6), 876-882. https://doi.org/10.1002/jpln.201300116.
11. Grover, M., Bodhankar, S., Sharma, A., Sharma, P., Singh, J., & Nain, L. (2021). PGPR mediated alterations in root traits: way toward sustainable crop production. Frontiers in Sustainable Food Systems, 4, 618230. https://doi.org/10.3389/fsufs.2020.618230. Hagaggi, N. S. A., & Mohamed, A. A. (2020). Enhancement of Zea mays (L.) growth performance using indole acetic acid producing endophyte Mixta theicola isolated from Solenostemma argel (Hayne). South African Journal of Botany, 134, 64-71. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2020.02.034.
12. Kaçar, B., & İnal, A. (2008). Bitki Analizleri. Fen Bilimleri Nobel Yayınları.
13. Karagöz, K., & Kotan, R. (2010). Bitki gelişimini teşvik eden bazı bakterilerin marulun gelişimi ve bakteriyel yaprak lekesi hastalığı üzerine etkileri. Türkiye Biyolojik Mücadele Dergisi, 1(2), 165-179. ISSN 2146-0035.
14. Kaymak, H. Ç., Güvenç, İ., Yarali, F., & Dönmez, M. F. (2009). The effects of bio-priming with PGPR on germination of radish (Raphanus sativus L.) seeds under saline conditions. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 33(2), 173-179. https://doi.org/10.3906/tar-0806-30.
15. Klement, Z., Rudolph, K., & Sands, D. C., (1990). Methods in Phytobacteriology. Akademia Kiado, Budapest.
16. Koike, S. T., Gladders, P., & Paulus, A. O. (2007). Vegetable diseases: a color handbook. Gulf Professional Publishing.
17. Lehtonen, M. J. (2009). Rhizoctonia solani as a potato pathogen variation of isolates in Finland and host response. University of Helsinki Finland, Academic Dissertation in Plant Pathology, 81. http://hdl.handle.net/10138/20748.
18. Louden, B. C., Haarmann, D., & Lynne, A. M. (2011). Use of blue agar CAS assay for siderophore detection. Journal of Microbiology and Biology Education, 12(1):51-53. https://doi.org/10.1128/jmbe.v12i1.249.
19. Mahdi, I., Fahsi, N., Hafidi, M., Allaoui, A., & Biskri, L. (2020). Plant growth enhancement using rhizospheric halotolerant phosphate solubilizing bacterium Bacillus licheniformis QA1 and Enterobacter asburiae QF11 isolated from Chenopodium quinoa willd. Microorganisms, 8(6), 948. https://doi.org/10.3390/microorganisms8060948.
20. Mangmang, J. S., Deaker, R., & Rogers, G. (2016). Inoculation effect of Azospirillum brasilense on basil grown under aquaponics production system. Organic agriculture, 6(1), 65-74. https://doi.org/10.1007/s13165-015-0115-5.
21. Naikofi, Y. M., & Rusae, A. (2017). Effect of plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) application and pesticide type on growth and yield of lettuce (Lactuca sativa L.). Savana Cendana, 2(04), 71-73. https://doi.org/10.32938/sc.v2i04.160.
22. Pandey, S., & Gupta, S. (2020). Evaluation of Pseudomonas sp. for its multifarious plant growth promoting potential and its ability to alleviate biotic and abiotic stress in tomato (Solanum lycopersicum) plants. Scientific Reports, 10(1), 1-15. https://doi.org/10.1038/s41598-020-77850-0.
23. Penrose, D. M., & Glick, B. R. (2003). Methods for isolating and characterizing ACC deaminase‐containing plant growth‐promoting rhizobacteria. Physiologia plantarum, 118(1), 10-15. https://doi.org/10.1034/j.1399-3054.2003.00086.x.
24. Pérez-Jaramillo, J. E., Mendes, R., & Raaijmakers, J. M. (2016). Impact of plant domestication on rhizosphere microbiome assembly and functions. Plant molecular biology, 90, 635-644. https://doi.org/10.1007/s11103-015-0337-7.
25. Szczech, M., Szafirowska, A., Kowalczyk, W., Szwejda-Grzybowska, J., Włodarek, A., & Maciorowski, R. (2016). The effect of plant growth promoting bacteria on transplants growth and lettuce yield in organic production. Journal of Horticultural Research, 24(2), 101-107. https://doi.org/10.1515/johr-2016-0026.
26. Taşbaşı, B. İ. (2013). Farklı Rhizobakteri Uygulamalarının Tuzlu Koşullarda Kıvırcık Marul (Lactuva sativa var. crispa) Çeşitlerinde Tohum Çimlenmesi ve Fide Gelişimi Üzerine Etkisi. [Yüksek Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi]. https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/.
27. Toprak, E. (2012). Kök bakterilerinin farklı substratlarda domates yetiştiriciliğine etkisi. [Yüksek Lisans Tezi, Ege Üniversitesi]. https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/.
28. Tsavkelova, E. A., Cherdyntseva, T. A., Botina, S. G., & Netrusov, A. I. (2007). Bacteria associated with orchid roots and microbial production of auxin. Microbiological research, 162(1), 69-76. https://doi.org/10.1016/j.micres.2006.07.014.
29. Vio, S. A., Galar, M. L., Gortari, M. C., Balatti, P., Garbi, M., Lodeiro, A. R., & Luna, M. F. (2023). Multispecies Bacterial Bio-Input: Tracking and Plant-Growth-Promoting Effect on Lettuce var. sagess. Plants, 12(4), 736. https://doi.org/10.3390/plants12040736.
30. Yıldırım, E., & Güvenç, İ. (2006). Salt tolerance of pepper cultivars during germination and seedling growth. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 30(5), 347-353. https://journals.tubitak.gov.tr/agriculture/vol30/iss5/5.
31. Yıldız, M.A. (2019). Farklı Baş Salata (Lactuca sativa Var. Capitata) Çeşitlerinde Pgpr Kullanımının Verim ve Kalite Üzerine Etkileri. [Yüksek Lisans Tezi, Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi]. https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/.